一種激光鉆孔的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種激光鉆孔的方法增設(shè)了視覺系統(tǒng)，視覺系統(tǒng)預(yù)先存儲了各產(chǎn)品的底孔的圓度和尺寸；視覺系統(tǒng)能夠在激光光束作用在產(chǎn)品的上加工出底孔的同時，采集產(chǎn)品上沿激光光束光路逆向傳播的可見光，并利用可見光生成實時的底孔圖像。視覺系統(tǒng)還能根據(jù)該底孔圖像分析出實時激光光束剛剛加工的底孔的實時圓度和實時尺寸，并將實時圓度和實時尺寸與預(yù)置的圓度和尺寸進行比較，根據(jù)比較結(jié)果通知激光加工設(shè)備加工完成，或者傳輸激光光束修正軌跡給激光加工設(shè)備，使激光光束按照修正軌跡掃描產(chǎn)品，讓底孔的圓度或尺寸得以修正。因此本發(fā)明能夠在鉆孔的過程中實時監(jiān)控底孔的品質(zhì)變化，并及時的修正底孔，保證了鉆孔的質(zhì)量。
【專利說明】
一種激光鉆孔的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及精光鉆微孔技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光鉆孔的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微孔主要用于許多高精端產(chǎn)品的關(guān)鍵器件，以起到既防水又通氣的特定作用。但伴隨著硬度大，熔點高的產(chǎn)品材料不斷的應(yīng)用，以及微孔的孔徑需求越來越小，導(dǎo)致傳統(tǒng)的機械加工微孔的方法，已不能滿足某些特定的工藝要求。為了解決上述技術(shù)問題，激光鉆孔作為一種新型技術(shù)應(yīng)運而生。但是現(xiàn)有的激光鉆孔方法，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)鉆取微孔，但也存在一定缺陷。具體為:
[0003]1、孔圓度差。
[0004]由于同一產(chǎn)品的材料無論在厚度還是導(dǎo)熱性上，都或多或少的存在差異，這就導(dǎo)致激光鉆孔時易出現(xiàn)孔圓度差的畸形圓。
[0005]2、各孔徑尺寸一致性差。
[0006]由于激光器輸出功率本身具有波動性，另產(chǎn)品的材料厚度也有差異，這些都會導(dǎo)致孔徑尺寸有差異。
[0007]3、孔徑尺寸擴展困難。
[0008]由于一定型號的激光器本身，其最大輸出功率受限制，再加上激光聚焦光斑的大小不可改變，所以孔徑尺寸擴展困難重重。
[0009]綜上，現(xiàn)有的激光鉆孔方法不適合高要求、高標(biāo)準(zhǔn)的微孔加工，常常導(dǎo)致良率低，成本浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供一種激光鉆孔的方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)在激光鉆孔過程中，實時監(jiān)控孔徑品質(zhì)變化，以便及時修正底孔圓度，還能夠根據(jù)要求調(diào)整底孔徑尺寸，很好的保證了鉆孔的質(zhì)量。
[0011 ]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0012]—種激光鉆孔的方法，包括以下步驟:
[0013]S1、激光鉆孔設(shè)備發(fā)射的激光光束經(jīng)聚焦鏡聚焦后，作用在產(chǎn)品上加工底孔；
[0014]S2、同時視覺系統(tǒng)采集產(chǎn)品上沿所述激光光束光路逆向傳播的可見光，并利用采集到的可見光生成底孔圖像；
[0015]S3、所述視覺系統(tǒng)分析所述底孔圖像得出所述底孔的實時圓度和實時尺寸；
[0016]S4、所述視覺系統(tǒng)將所述底孔的實時圓度和實時尺寸與預(yù)置的圓度和尺寸進行比較；當(dāng)實時圓度和實時尺寸與預(yù)置的圓度和尺寸不符時，生成所述激光光束的修正軌跡給所述激光鉆孔設(shè)備;否則，通知所述激光鉆孔設(shè)備加工完成；
[0017]S5、所述激光鉆孔設(shè)備控制所述激光光束按照所述修正軌跡作用所述產(chǎn)品，去修正所述底孔的圓度和/或尺寸，并重復(fù)步驟S2、S3和S4。
[0018]優(yōu)選方式為，所述視覺系統(tǒng)包括反射透鏡，所述反射透鏡設(shè)在所述激光光束的光路上，所述反射透鏡讓所述激光光束全部透過，可見光全反射。
[0019]優(yōu)選方式為，所述視覺系統(tǒng)還包括CCD照相機，所述反射透鏡將所述產(chǎn)品上的可見光平行反射到所述CCD照相機的鏡頭處。
[0020]優(yōu)選方式為，所述反射透鏡與所述激光光束的光路呈45°設(shè)置，使可見光反射后的光路與所述激光光束的光路呈90°設(shè)置。
[0021]優(yōu)選方式為，所述步驟SI中，所述激光光束作用在所述產(chǎn)品之前，所述CCD照相機先獲取產(chǎn)品的MARK點進行坐標(biāo)定位;并根據(jù)坐標(biāo)定位分析出所述底孔的實時圓度和實時尺寸。
[0022]優(yōu)選方式為，所述視覺系統(tǒng)還包括鉆孔控制模塊，所述鉆孔控制模塊讀取所述CCD照相機分析出的所述底孔的實時圓度和實時尺寸;所述鉆孔控制模塊通知所述激光鉆孔設(shè)備加工完成或傳輸所述修正軌跡給所述激光鉆孔設(shè)備。
[0023]優(yōu)選方式為，所述鉆孔控制模塊還傳輸控制指令給所述激光鉆孔設(shè)備。
[0024]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是:由于本發(fā)明的激光鉆孔的方法增設(shè)了視覺系統(tǒng)，該視覺系統(tǒng)預(yù)先存儲了各產(chǎn)品加工底孔的圓度和尺寸;視覺系統(tǒng)能夠在激光光束作用在產(chǎn)品的上加工出底孔的同時，采集產(chǎn)品上沿激光光束光路逆向傳播的可見光，并利用可見光生成實時的底孔圖像。視覺系統(tǒng)還能根據(jù)該底孔圖像分析出激光光束剛剛加工的底孔的實時圓度和實時尺寸，并將實時圓度和實時尺寸與預(yù)置的圓度和尺寸進行比較，根據(jù)比較結(jié)果通知激光加工設(shè)備加工完成，或者傳輸激光光束修正軌跡給激光加工設(shè)備，使激光光束按照修正軌跡掃描產(chǎn)品，讓底孔的圓度和/或尺寸得以修正，直到滿足預(yù)置的圓度和尺寸為止。因此本發(fā)明的激光鉆孔的方法能夠在鉆孔的過程中，實時監(jiān)控底孔的品質(zhì)變化，并及時的修正底孔的圓度，改變底孔的尺寸，很好的保證了鉆孔的質(zhì)量。
[0025]由于視覺系統(tǒng)包括反射透鏡，反射透鏡設(shè)在激光光束的光路上，反射透鏡讓激光光束全部透過，可見光全反射;使視覺系統(tǒng)在不影響激光光束作用產(chǎn)品的情況下，獲取產(chǎn)品底孔的圖像。
[0026]由于視覺系統(tǒng)還包括CXD照相機，反射透鏡將所述產(chǎn)品上的可見光平行反射到CCD照相機的鏡頭處;該方式使產(chǎn)品上的底孔在CCD照相機上形成正投影的圖像。
[0027]綜上所述，本發(fā)明的激光鉆孔的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，解決了激光鉆孔時不能實時監(jiān)控，導(dǎo)致鉆孔的品質(zhì)不佳的技術(shù)問題，而本發(fā)明的激光鉆孔的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)在激光鉆孔過程中，實時監(jiān)控孔徑品質(zhì)變化，以便及時修正底孔圓度，還能夠根據(jù)要求調(diào)整底孔徑尺寸，很好的保證了鉆孔的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0028]圖1是發(fā)明激光鉆孔的方法的流程示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明激光鉆孔的方法的原理示意圖；
[0030]圖3是本發(fā)明激光鉆孔的方法所使用設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖中:1一聚焦鏡、2—反射透鏡、3—(XD照相機、30—鏡頭。
【具體實施方式】
[0032]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033]如圖1、圖2和圖3所示，一種激光鉆孔的方法，包括以下步驟:
[0034]S1、操作鉆孔控制模塊設(shè)置待加工的產(chǎn)品的型號，以便控制模塊自動讀取產(chǎn)品預(yù)置的底孔圓度和尺寸值;在激光光束作用產(chǎn)品之前，視覺系統(tǒng)的CCD照相機3先獲取產(chǎn)品的MARK點進行坐標(biāo)定位。激光鉆孔設(shè)備發(fā)射出激光光束，該激光光束經(jīng)過視覺系統(tǒng)的反射透鏡2時全部透過，然后被聚焦鏡I聚焦后，作用在產(chǎn)品上加工底孔。
[0035]S2、同時視覺系統(tǒng)采集產(chǎn)品上沿激光光束光路逆向傳播的可見光，并利用采集到的可見光生成底孔圖像。本實施例視覺系統(tǒng)的反射透鏡2將可見光平行反射到CCD照相機3的鏡頭30處，而CCD照相機3根據(jù)采集到的可見光生成實時的底孔圖像。
[0036]S3、(XD照相機3根據(jù)激光加工之前采集的產(chǎn)品的MARK定位，并根據(jù)實時底孔圖像的坐標(biāo)，分析出底孔的實時圓度和實時尺寸。
[0037]S4、視覺系統(tǒng)將底孔的實時圓度和實時尺寸與預(yù)置的圓度和尺寸進行比較；當(dāng)實時圓度和實時尺寸與預(yù)置的圓度和尺寸不符時，生成激光光束的修正軌跡給激光鉆孔設(shè)備;否則，通知激光鉆孔設(shè)備加工完成。
[0038]S5、激光鉆孔設(shè)備控制激光光束按照修正軌跡作用產(chǎn)品，去修正底孔的圓度和/或尺寸，并重復(fù)步驟2、3和4，直至底孔符合要求為止。
[0039]本實施例的視覺系統(tǒng)包括反射透鏡2、CCD照相機3和鉆孔控制模塊，其中反射透鏡2設(shè)在激光光束的光路呈45°設(shè)置，使可見光的反射路徑與激光光束的光路呈90°設(shè)置，同時CCD照相機3的鏡頭30與反射的平行可見光路徑垂直設(shè)置。
[0040]其中鉆孔控制模塊能夠讀取讀取CCD照相機3分析出的底孔的實時圓度和實時尺寸;還能夠?qū)⒌卓椎膶崟r圓度和實時尺寸，與預(yù)置的圓度和尺寸進行比較處理，根據(jù)比較處理的結(jié)果得出結(jié)論:一個是，底孔的圓度和尺寸與預(yù)置的圓度和尺寸向符合，在允許的誤差內(nèi)，鉆孔控制模塊通知激光鉆孔設(shè)備加工完成，并傳輸指令給激光鉆孔設(shè)備繼續(xù)加工;另一個是，底孔的圓度和尺寸與預(yù)置的圓度和尺寸向不符合，根據(jù)兩者的誤差生成激光光束作用在產(chǎn)品上的修正軌跡，該修正軌跡傳輸給激光鉆孔設(shè)備。使激光鉆孔設(shè)備控制激光光束按照上述修正軌跡去修正底孔的圓度和尺寸，直到合格為止。因此本發(fā)明的鉆孔方法，能夠?qū)崟r監(jiān)控孔徑品質(zhì)變化，以便及時修正底孔圓度，還能夠根據(jù)要求調(diào)整底孔徑尺寸，很好的保證了鉆孔的質(zhì)量。
[0041]另外本發(fā)明的鉆孔控制模塊還能夠傳輸運行、復(fù)位、急停等控制指令給激光鉆孔設(shè)備，讓激光加工作業(yè)操作更加方便。
[0042]CCD(Charge Coupled Device)是電荷藕合器件圖像傳感器。它使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)過壓縮以后由相機內(nèi)部的閃速存儲器或內(nèi)置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計算機，并借助于計算機的處理手段，根據(jù)需要和想像來修改圖像。CCD由許多感光單位組成，通常以百萬像素為單位。當(dāng)CCD表面受到光線照射時，每個感光單位會將電荷反映在組件上，所有的感光單位所產(chǎn)生的信號加在一起，就構(gòu)成了一幅完整的畫面。CCD的組成主要是由一個類似馬賽克的網(wǎng)格、聚光鏡片以及墊于最底下的電子線路矩陣所組成。
[0043]以上所述本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同一種激光鉆孔的方法結(jié)構(gòu)的改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種激光鉆孔的方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、激光鉆孔設(shè)備發(fā)射的激光光束經(jīng)聚焦鏡聚焦后，作用在產(chǎn)品上加工底孔； 52、同時視覺系統(tǒng)采集產(chǎn)品上沿所述激光光束光路逆向傳播的可見光，并利用采集到的可見光生成底孔圖像； 53、所述視覺系統(tǒng)分析所述底孔圖像得出所述底孔的實時圓度和實時尺寸； 54、所述視覺系統(tǒng)將所述底孔的實時圓度和實時尺寸與預(yù)置的圓度和尺寸進行比較；當(dāng)實時圓度和實時尺寸與預(yù)置的圓度和尺寸不符時，生成所述激光光束的修正軌跡給所述激光鉆孔設(shè)備;否則，通知所述激光鉆孔設(shè)備加工完成； 55、所述激光鉆孔設(shè)備控制所述激光光束按照所述修正軌跡作用所述產(chǎn)品，去修正所述底孔的圓度和/或尺寸，并重復(fù)步驟S2、S3和S4。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光鉆孔的方法，其特征在于，所述視覺系統(tǒng)包括反射透鏡，所述反射透鏡設(shè)在所述激光光束的光路上，所述反射透鏡讓所述激光光束全部透過，可見光全反射。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光鉆孔的方法，其特征在于，所述視覺系統(tǒng)還包括CCD照相機，所述反射透鏡將所述產(chǎn)品上的可見光平行反射到所述CCD照相機的鏡頭處。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光鉆孔的方法，其特征在于，所述反射透鏡與所述激光光束的光路呈45°設(shè)置，使可見光反射后的光路與所述激光光束的光路呈90°設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光鉆孔的方法，其特征在于，所述步驟SI中，所述激光光束作用在所述產(chǎn)品之前，所述CCD照相機先獲取產(chǎn)品的MARK點進行坐標(biāo)定位;并根據(jù)坐標(biāo)定位分析出所述底孔的實時圓度和實時尺寸。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光鉆孔的方法，其特征在于，所述視覺系統(tǒng)還包括鉆孔控制模塊，所述鉆孔控制模塊讀取所述CCD照相機分析出的所述底孔的實時圓度和實時尺寸;所述鉆孔控制模塊通知所述激光鉆孔設(shè)備加工完成或傳輸所述修正軌跡給所述激光鉆孔設(shè)備。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光鉆孔的方法，其特征在于，所述鉆孔控制模塊還傳輸控制指令給所述激光鉆孔設(shè)備。
【文檔編號】B23K26/064GK106041325SQ201610525288
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】馮春光, 李曉, 林敬剛
【申請人】濰坊路加精工有限公司